巖心分析技術(shù)

1、第二章 巖心分析技術(shù)游利軍 西南石油大學/石油工程學院油 井 完 井 技 術(shù) 中 心巖心分析技術(shù)第1頁巖心分析技術(shù)認識油氣層地質(zhì)特征必要伎倆油氣層敏感性評價、損害機理研究、油氣層損害綜合診療、保護油氣層技術(shù)方案設(shè)計基礎(chǔ)保護油氣層技術(shù)系列中不可缺乏主要組成部分，也是保護油氣層技術(shù)這一系統(tǒng)工程起始點巖心分析技術(shù)第2頁哈薩克斯坦扎那若爾油田，石炭系鄂爾多斯盆地北部氣田，二疊系川西新場氣田，侏羅系沙溪廟組2092井巖心分析技術(shù)第3頁微裂縫系統(tǒng)放大50倍巖心分析技術(shù)第4頁儲層物理化學性質(zhì)主要取決于粘土礦物結(jié)構(gòu)特征樣品采自川西新場蓬萊鎮(zhèn)組砂巖巖心分析技術(shù)第5頁1 概 述1.1 巖心分析目標評價油氣層巖石物

2、理性質(zhì)，揭示巖石中敏感性礦物類型、產(chǎn)狀、含量和分布特點確定潛在損害類型、程度和原因為保護方案設(shè)計提供依據(jù)和提議巖心分析技術(shù)第6頁1.2 油氣藏工程地質(zhì)描述保護油氣層技術(shù)基礎(chǔ)巖心分析是工程地質(zhì)描述主要伎倆工程地質(zhì)描述目標：準確認識油氣層初始狀態(tài)打開油氣層后對環(huán)境改變后響應(yīng)巖心分析技術(shù)第7頁（1）微觀尺度孔隙、顆粒尺寸分布礦物類型、結(jié)構(gòu)（2）宏觀尺度巖心孔隙度、滲透率巖心飽和度、潤濕性天然裂縫（3）大型尺度測井、地震數(shù)據(jù)（4）巨型尺度試井、油藏規(guī)模巖心分析技術(shù)第8頁巖心分析技術(shù)第9頁巖心分析技術(shù)第10頁1.3 油氣藏工程地質(zhì)描述內(nèi)容（1）礦物性質(zhì)：敏感性礦物類型、產(chǎn)狀和含量（2）滲流多孔介質(zhì)性質(zhì)：

3、孔滲性、孔隙和喉道（3）巖石表面性質(zhì)：比面、潤濕性、吸入特征（4）地層流體性質(zhì)：油氣水組成、高壓物性、析蠟點、凝固點、原油酸值等（5）油氣藏環(huán)境：內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境（6）礦物滲流介質(zhì)流體對環(huán)境改變敏感性及可能損害趨勢和后果巖心分析技術(shù)第11頁巖心分析內(nèi)容和分析方法巖心分析技術(shù)第12頁與敏感性及損害評價關(guān)系室內(nèi)敏感性評價和工作液篩選使用巖心數(shù)量有限，不可能全部考慮油氣層物性及敏感性礦物所表現(xiàn)出來各種復(fù)雜情況巖心分析則能夠確定某一塊試驗巖樣在整個油氣層中代表性，進而可經(jīng)過為數(shù)不多試驗結(jié)果，建立油氣層敏感性整體輪廓，指導保護油氣層工作液研制和優(yōu)選巖心分析技術(shù)第13頁1.4 巖心分析內(nèi)容巖心分析是指利

4、用各種儀器設(shè)備來觀察和分析巖心一切特征系列技術(shù)巖心是地下巖石（層）一部分，所以巖心分析是獲取地下巖石信息十分主要伎倆應(yīng)用中要依據(jù)詳細油氣層特點進行選擇分析，做到既能抓住主要矛盾，處理實際問題，又要經(jīng)濟實用，注意發(fā)揮不一樣技術(shù)優(yōu)點，配套實施巖心分析技術(shù)第14頁常規(guī)巖心分析內(nèi)容巖石物理性質(zhì)常規(guī)物性：孔隙度、滲透率、比表面、相對滲透率、潤濕性孔隙結(jié)構(gòu)：孔隙和喉道類型、大小、形態(tài)、分布、連通性；孔喉大小及分布巖石結(jié)構(gòu)與礦物骨架顆粒：石英、長石、巖屑、云母填隙物：粘土礦物、非粘土礦物巖石結(jié)構(gòu)：層理、接觸關(guān)系、粒度大小及分布巖心分析技術(shù)第15頁巖心分析技術(shù)第16頁1.5 取樣要求鉆屑、井壁取心、巖心，推薦

5、使用成形巖心了解巖石“巖性、物性、含油氣性、電性”基礎(chǔ)上，有重點地進行選擇分析鑄體薄片：15塊/米，包含巖石各種極端情況XRD、SEM樣品密度大致為前者1/21/3壓汞毛管壓力曲線，35樣/油組或滲透率級別油氣層加密，水層和夾層控制性分析推薦在一段巖心上進行配套分析巖心分析技術(shù)第17頁推薦取樣方式最好在同一段巖心上取足配套分析柱塞鑄體薄片、掃描電鏡、壓汞分樣需在同一柱塞上進行，這有利于建立孔隙分布與孔喉分布參數(shù)間關(guān)系，以及孔隙結(jié)構(gòu)與巖性、物性、粘土礦物之間聯(lián)絡(luò)XRD分析能夠用碎樣，但應(yīng)去除被泥漿損害部分，不然會干擾試驗結(jié)果。電子探針分析可用其它柱塞端部在全部分析項目完成后，就能指出潛在損害類型

6、及原因，預(yù)測不一樣滲透率級別（儲層類型）油氣層敏感程度，正確解釋敏感性評價試驗結(jié)果巖心分析技術(shù)第18頁井底取出巖心Coring Sample 取樣試驗巖心SliceSEMK、F、Capillary pressureRXD巖心分析技術(shù)第19頁2 X射線衍射分析（XRD）X射線衍射原理X射線衍射儀試驗樣品制備在保護油氣層研究中應(yīng)用巖心分析技術(shù)第20頁分析原理X射線是波長很短電磁波，波長2.5-0.1x10-1 nm，射線經(jīng)過晶體時發(fā)生干涉現(xiàn)象Bragg公式: n=2dsin d面網(wǎng)間距； 與晶胞形狀和大小相關(guān) n整數(shù) 射線波長 射線與樣品夾角巖心分析技術(shù)第21頁2.1 X射線衍射原理全巖礦物組分和

7、粘土礦物可用X射線衍射（XRD）快速而準確地測定XRD分析借助于X射線衍射儀來實現(xiàn)，它主要由光源、測角儀、X射線檢測和統(tǒng)計儀組成巖心分析技術(shù)第22頁X射線衍射儀結(jié)構(gòu)示意圖巖心分析技術(shù)第23頁2.2 X射線衍射儀DMX-3C型巖心分析技術(shù)第24頁2.3 試驗樣品制備因為粘土礦物含量較低，砂巖中普通3% 15%。這時，X射線衍射全巖分析不能準確地反應(yīng)粘土組成與相對含量，需要把粘土礦物與其它組分分離，分別加以分析將巖樣抽提潔凈，然后碎樣，用蒸餾水浸泡，最好濕式研磨，并用超聲波振蕩加速粘土從顆粒上脫落，提取粒徑小于2m（泥、頁巖）或小于5m（砂巖）部分，沉降分離、烘干、計算其占巖樣重量百分比巖心分析技

8、術(shù)第25頁X射線衍射分析制片粘土礦物XRD分析使用定向片，包含自然干燥定向片（N片）、經(jīng)乙二醇飽和定向片（再加熱至550），或鹽酸處理之后自然干燥定向片粒徑大于2m或5m部分則研磨至粒徑40m粉末，用壓片法制片，上機分析還能夠直接進行薄片XRD分析，它對于判定疑難礦物十分方便，并可與薄片中礦物光性特征對照，進行綜合分析巖心分析技術(shù)第26頁2.4 XRD分析技術(shù)應(yīng)用地層微粒分析，粒徑5微米組分粘土礦物分析，粒徑5微米組分類型判定和含量計算間層礦物判定和間層比計算無機垢分析巖心分析技術(shù)第27頁（1）地層微粒分析地層微粒指粒徑小于37m（或44m）即能經(jīng)過美國400目（或325目）篩細粒物質(zhì)，它是砂

9、巖中主要損害原因，砂巖中與礦物相關(guān)地層損害都與其有親密聯(lián)絡(luò)地層微粒分析為礦物微粒穩(wěn)定劑篩選、解堵辦法優(yōu)化提供依據(jù)。除粘土礦物外，常見其它地層微粒有長石、石英、云母、菱鐵礦、方解石、白云石、石膏等巖心分析技術(shù)第28頁（2）全巖分析對粒徑大于5m非粘土礦物部分進行XRD分析，能夠知道諸如云母、碳酸鹽礦物、黃鐵礦、長石相對含量，對酸敏（HF，HCl）性研究和酸化設(shè)計有幫助長石含量高砂巖，當酸液濃度和處理規(guī)模過大時，會減弱巖石結(jié)構(gòu)完整性，而且存在著酸化后二次沉淀問題，可能造成土酸酸化失敗巖心分析技術(shù)第29頁（3）粘土礦物分析粘土礦物類型判定和含量計算利用粘土礦物特征峰 d00l值判定粘土礦物類型依據(jù)出

10、現(xiàn)礦物對應(yīng)衍射峰強度（峰面各或峰高度），依據(jù)行業(yè)標準SYS5163-87“用X射線衍射儀測定沉積巖粘土礦物定量分析方法”求出粘土礦物相對含量巖心分析技術(shù)第30頁粘土礦物基本層型（硅氧四面體與八面體連接方式）A、B1：1型；C、D2：1型巖心分析技術(shù)第31頁常見粘土礦物結(jié)構(gòu)式巖心分析技術(shù)第32頁高嶺石晶體結(jié)構(gòu)(1:1)巖心分析技術(shù)第33頁蒙皂石晶體結(jié)構(gòu)(2:1)巖心分析技術(shù)第34頁綠泥石晶體結(jié)構(gòu)(2:1+1)巖心分析技術(shù)第35頁伊利石晶體結(jié)構(gòu)(2:1)巖心分析技術(shù)第36頁利用粘土礦物特征峰 d00l值判定粘土礦物類型 巖心分析技術(shù)第37頁主要間層粘土礦物類型油氣層中常見間層礦物大多數(shù)是由膨脹層與

11、非膨脹層單元相間組成。伊利石/蒙皂石間層礦物、綠泥石/蒙皂石間層礦物較常見。巖心分析技術(shù)第38頁柯綠泥石XRD圖譜樣品采自川西侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組砂巖巖心分析技術(shù)第39頁巖心分析技術(shù)第40頁（4）無機垢分析油氣井見水后，可能會有沒有機鹽類沉積在射孔孔眼和油管中，利用XRD分析技術(shù)就能夠識別礦物類型，為預(yù)防和解除垢沉積提供依據(jù)如大慶油田聚合物驅(qū)采油中，生產(chǎn)井油管中無機垢沉積，經(jīng)XRD判定存在BaSO4XRD分析還用于注入和產(chǎn)出流體中固相分析，明確礦物成份和相對含量，對于研究解堵辦法很有幫助巖心分析技術(shù)第41頁3 掃描電鏡分析技術(shù)油氣儲層研究中應(yīng)用掃描電鏡（SEM）分析能提供孔隙內(nèi)充填物礦物類型、產(chǎn)狀直

12、觀資料，同時也是研究孔隙結(jié)構(gòu)主要伎倆巖心分析技術(shù)第42頁3.1 掃描電鏡原理和儀器利用類似電視攝影顯象方式，用細聚焦電子束在樣品表面上逐點進行掃描，激發(fā)產(chǎn)生能夠反應(yīng)樣品表面特征信息來調(diào)制成象有些掃描電鏡配有X射線能譜分析儀，所以能進行微區(qū)元素分析巖心分析技術(shù)第43頁掃描電鏡通常由電子系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、信息檢測系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和電源系統(tǒng)五大部分組成巖心分析技術(shù)第44頁掃描電子顯微鏡（XL30型，EDAX4型）巖心分析技術(shù)第45頁3.2 樣品制備掃描電鏡分析含有制樣簡單、分析快速特點分析前要將巖樣抽提清洗潔凈，然后加工出新鮮面作為觀察面，用導電膠固定在樣品于樁上，自然晾干，最終在真空鍍膜機上鍍金（或碳

13、），樣品直徑普通不超出1cm樣品制備方面新進展:臨界點干燥法能夠詳細地觀察原狀粘土礦物顯微結(jié)構(gòu)，背散射電子圖象使用能夠在同一視域中直接識別不一樣化學成份各種礦物巖心分析技術(shù)第46頁3.3 掃描電鏡分析應(yīng)用油氣層中地層微粒觀察粘土礦物觀察油氣層孔喉觀察含鐵礦物檢測油氣層損害監(jiān)測巖心分析技術(shù)第47頁油氣層中地層微粒觀察掃描電鏡分析能給出孔隙系統(tǒng)中微粒類型、大小、含量、共生關(guān)系資料越靠近孔、喉中央微粒，在外來流體和地層流體作用下越輕易失穩(wěn)測定微粒大小分布及在孔喉中位置，能有效地預(yù)計臨界流速和速敏程度，便于有針對性地采取辦法預(yù)防或解除因分散、運移造成損害巖心分析技術(shù)第48頁粘土礦物觀察粘土礦物有其特殊

14、形態(tài)借此可確定粘土礦物類型、產(chǎn)狀和含量孔喉橋接狀、分散質(zhì)點狀粘土礦物易與流體作用對于間層礦物，經(jīng)過形態(tài)能夠大致預(yù)計間層比范圍巖心分析技術(shù)第49頁巖心分析技術(shù)第50頁高嶺石集合體，鄂北上古生界致密砂巖巖心分析技術(shù)第51頁巖心分析技術(shù)第52頁蒙皂石蜂窩狀集合體，川西白馬，侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組巖心分析技術(shù)第53頁巖心分析技術(shù)第54頁巖心分析技術(shù)第55頁巖心分析技術(shù)第56頁巖心分析技術(shù)第57頁毛發(fā)狀伊利石，鄂北上古生界致密砂巖巖心分析技術(shù)第58頁巖心分析技術(shù)第59頁油氣層孔喉觀察掃描電鏡立體感強，更適于觀察孔喉形態(tài)、大小及與孔隙連通關(guān)系對孔喉表面粗糙度、彎曲度、孔喉尺寸觀察能揭示微粒捕集、攔截位置及難易程度

15、，對研究微粒運移和外來固相侵入很有意義巖心分析技術(shù)第60頁巖心分析技術(shù)第61頁含鐵礦物檢測當掃描電鏡配有X射線能譜儀時，能對礦物提供半定量元素分析慣用于檢測鐵元素，如碳酸鹽礦物、不一樣產(chǎn)狀綠泥石含鐵量，因為在鹽酸酸化時少許鐵很輕易形成二次沉淀，造成油氣層損害巖心分析技術(shù)第62頁巖心分析技術(shù)第63頁油氣層損害監(jiān)測利用背散射電子圖象，巖心可以無須鍍金和鍍碳就能測定，在敏感性(或工作液損害)評價實驗前后都可以進行直觀分析對于無機和有機垢晶體形態(tài)、排布關(guān)系觀察，還可認為抑垢除垢、篩選處理劑、優(yōu)化工藝措施提供依據(jù)巖心分析技術(shù)第64頁巖心分析技術(shù)第65頁巖心分析技術(shù)第66頁4 薄片分析技術(shù) 薄片技術(shù)是保護

16、油氣層巖相學分析三大常規(guī)技術(shù)之一，也是最基礎(chǔ)一項分析。應(yīng)用光學顯微鏡觀察薄片，由鑄體薄片取得資料比較可靠巖心分析技術(shù)第67頁4.1 樣品制備制作鑄體薄片樣品最好是成形巖心，不推薦使用鉆屑。薄片厚度為0.03mm，面積大于 15mm15mm未取心情況除外，提議少用或不用鉆屑薄片，因為巖石總是趨于沿弱連接處破裂，膠結(jié)致密巖塊則能保持較大尺寸，這么會對孔隙發(fā)育及膠結(jié)情況得犯錯誤認識巖心分析技術(shù)第68頁4.2 觀察儀器巖心分析技術(shù)第69頁4.3 薄片分析技術(shù)應(yīng)用巖石結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)骨架顆粒成份及成巖作用孔隙特征不一樣產(chǎn)狀粘土礦物含量預(yù)計熒光薄片應(yīng)用巖心分析技術(shù)第70頁巖石結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)薄片粒度分析給出粒度分布參

17、數(shù)可供設(shè)計防砂方案時參考，當然應(yīng)以篩析法和激光粒度分析取得數(shù)據(jù)為主要依據(jù)研究顆粒間接觸關(guān)系、膠結(jié)類型及膠結(jié)物結(jié)構(gòu)能夠預(yù)計巖石強度，預(yù)測出砂趨勢對砂巖中泥質(zhì)紋層、生物攪動對原生層理破壞也可觀察，當用土酸酸化時，這些粘土溶解會使巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，誘發(fā)出砂巖心分析技術(shù)第71頁骨架顆粒成份及成巖作用沉積作用、壓實作用、膠結(jié)作用和溶解作用強烈地影響著油氣層儲集性及敏感性了解成巖改變及自生礦物晶出次序?qū)y井解釋、敏感性預(yù)測、鉆井完井液設(shè)計、增產(chǎn)辦法選擇、注水水質(zhì)控制十分有利巖心分析技術(shù)第72頁巖心分析技術(shù)第73頁孔隙特征薄片分析取得孔隙成因、大小、形態(tài)、分布資料，用于計算面孔率及微孔隙率研究地層微粒及敏

18、感性礦物在孔隙和喉道中位置及與孔喉尺寸匹配關(guān)系，能夠判斷油氣層損害原因，并用于綜合分析潛在油氣層損害，提出防治辦法比如，低滲致密油氣層使用高分子有機陽離子聚合物粘土穩(wěn)定劑時，雖可有效地穩(wěn)定粘土，但因為孔喉細小，處理劑分子尺寸較大，它同時又損害油氣層巖心分析技術(shù)第74頁巖心分析技術(shù)第75頁巖心分析技術(shù)第76頁巖心分析技術(shù)第77頁巖心分析技術(shù)第78頁巖心分析技術(shù)第79頁不一樣產(chǎn)狀粘土礦物含量預(yù)計XRD和紅外光譜均不能給出粘土礦物產(chǎn)狀及成因，薄片分析則可說明同一個類型粘土礦物幾個產(chǎn)狀（成因）相對百分比只有位于孔隙流動系統(tǒng)中粘土礦物才對外來工作液性質(zhì)最敏感薄片分析還用于粘土總量校正，如泥質(zhì)巖屑存在可能

19、引發(fā)粘土總量升高，研究中應(yīng)注意區(qū)分沉降法分離出粘土受粒徑限制，難于反應(yīng)出較大粒徑改變范圍（520m）時粘土真實組成巖心分析技術(shù)第80頁熒光薄片應(yīng)用熒光薄片提供油存在有效儲集和滲流空間性質(zhì)，如孔隙、大小、連通性及裂縫隙發(fā)育程度，為更加好地了解油氣層損害創(chuàng)造了條件巖心分析技術(shù)第81頁5 壓汞毛管壓力曲線分析 由毛管壓力曲線能夠取得描述孔喉分布及大小系列特征參數(shù)，確定各孔喉區(qū)間對滲透率貢獻巖心分析技術(shù)第82頁5.1 基本原理壓汞法因為其儀器裝置固定、測定快速準確，而且壓力能夠較高，便于更微小孔隙測量，它是當前國內(nèi)外測定巖石毛細管壓力曲線主要伎倆原理是汞對大多數(shù)造巖礦物為非潤濕，對汞施加壓力后，當汞壓

20、力和孔喉毛管壓力相等時，汞就能克服阻力進入孔隙，計量進汞量和壓力，依據(jù)進入汞孔隙體積百分數(shù)和對應(yīng)壓力就得到毛細管壓力曲線巖心分析技術(shù)第83頁Rt =Capillary tube radiusCOS =Cosine of the Contact Angle, 巖心分析技術(shù)第84頁基本原理式中 pc毛管壓力，Mpar毛管半徑，m壓力和孔喉半徑關(guān)系:巖心分析技術(shù)第85頁5.2 制樣和儀器壓汞試驗所用巖樣普通為直徑2.5cm，長2.5cm左右柱塞，測定前將油清洗潔凈，測定巖石總體積、氦氣法孔隙度、巖石密度和滲透率巖心分析技術(shù)第86頁毛管壓力曲線巖心分析技術(shù)第87頁5.3 毛管壓力曲線應(yīng)用儲集巖分類評價

21、油氣層損害機理分析鉆井完井液設(shè)計入井流體懸浮固相控制評價和篩選工作液巖心分析技術(shù)第88頁儲集巖分類評價儲集巖分類是評價油氣層損害前提，同一損害原因在不一樣類型儲集巖中表現(xiàn)存在差異依據(jù)毛細管壓力曲線特征參數(shù)，用統(tǒng)計法求特征值，結(jié)合巖石孔隙度、滲透率、孔隙類型、巖性等能夠?qū)瘞r進行綜合分類巖心分析技術(shù)第89頁FlowUnitsGamma RayLogPetrophysicalDataPoreTypesLithofaciesCore12345CorePlugsCapillaryPressuref vs kPc(Sw) Depends on k,fHigh QualityLow QualityFun

22、ction moves up and right, and becomes less “L” shaped as reservoir quality decreases巖心分析技術(shù)第90頁油氣層損害機理分析油氣層微粒粒度分析、微粒在孔隙中空間分布及與孔喉大小匹配關(guān)系是分析油氣層損害關(guān)鍵相同間層比伊利石/蒙皂石間層礦物，對細孔喉型油層水敏損害比中、粗孔喉型油氣層嚴重巖心分析技術(shù)第91頁鉆井完井液設(shè)計屏蔽暫堵型鉆井完井液技術(shù)中架橋粒子選擇，就是依據(jù)由壓汞曲線取得孔喉分布。經(jīng)過對一個油組或油氣層不一樣物性級別巖樣毛管壓力曲線測定，構(gòu)制平均毛管壓力曲線架橋粒子即依據(jù)平均毛管壓力曲線，考慮到出現(xiàn)最大孔喉

23、半徑，按2/3架橋原理設(shè)計暫堵型酸化、壓裂過程中，暫堵劑粒度篩選也要參考孔喉分布數(shù)據(jù)巖心分析技術(shù)第92頁入井流體懸浮固相控制壓井液、洗井液、射孔液、修井液、注入水和壓裂液等都包括固相顆粒含量和粒徑大小控制問題，而控制標準則視油氣層儲滲質(zhì)量、孔喉參數(shù)而定研究表明，當顆粒直徑大于平均孔喉直徑1/3時，形成外泥餅，1/31/10時會侵入孔喉形成內(nèi)泥餅，小于1/10時顆粒能自由移動巖心分析技術(shù)第93頁評價和篩選工作液油氣層損害實質(zhì)是巖石孔隙結(jié)構(gòu)改變，經(jīng)過測定巖石與工作液作用前后巖樣毛管壓力曲線就能對配伍性有明確認識應(yīng)用高速離心機法能夠快速測定毛管壓力曲線，了解工作液作用前后儲集巖孔喉分布參數(shù)和潤濕性改

24、變巖心分析技術(shù)第94頁6 巖心分析技術(shù)新發(fā)展傅立葉變換紅外光譜分析CT掃描層析成像核磁共振成像技術(shù)（NMRI）掃描電鏡技術(shù)環(huán)境掃描電鏡技術(shù)非晶態(tài)礦物研究巖心分析技術(shù)第95頁6.1 傅立葉變換紅外光譜分析巖心分析技術(shù)第96頁傅里葉變換紅外光譜儀，經(jīng)過測定礦物基團、官能礦物基團、官能團來識別和量化常見礦物定量分析礦物有石英、斜長石、鉀長石、方解石、白云石、菱鐵礦、黃鐵礦、硬石膏、重晶石、綠泥石、高嶺石、伊利石和蒙皂石總和，以及粘土總量對非晶質(zhì)物、間層粘土礦物分析有獨到之處國外已將其用于井場巖石礦物剖面分析圖快速建立，國內(nèi)亦逐步成為分析敏感性礦物，尤其是油氣層粘土礦物有力伎倆巖心分析技術(shù)第97頁6.

25、2 CT掃描層析成像將醫(yī)學CT掃描技術(shù)引人到巖心分析中，原理是用X射線照射巖心斷面上巖石顆粒密度信息，經(jīng)計算機處理轉(zhuǎn)換成巖心剖面圖不改變巖石形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)條件下觀察巖石裂縫和孔隙分布當固相物侵入巖心時，能夠?qū)滔嗲秩肷疃燃捌湓诳缀碇袪顟B(tài)進行監(jiān)測，也能夠觀察巖樣與工作液作用后孔隙空間改變主要用于高滲透疏松砂巖和裂縫性儲層損害研究中，如出砂機理、稠油蚯蚓孔道形成、侵入裂縫固相分布、巖心內(nèi)泥餅分布形態(tài)巖心分析技術(shù)第98頁6.3 核磁共振成像技術(shù)簡稱NMRI，它能夠觀察孔隙或裂縫中流體分布與流動情況對于流體與流體之間，流體與巖石之間相互作用，以及潤濕性和潤濕反轉(zhuǎn)問題研究有特殊意義，是研究油氣損害最新伎

26、倆之一NMRI測井技術(shù)發(fā)展很快，主要用于剩下油分布探測，已成為提升采收率主要評價技術(shù)巖心分析技術(shù)第99頁6.4 掃描電鏡技術(shù)在SEM上配置能譜儀（EDS）能夠?qū)ΦV物提供半定量元素分析，對敏感性礦物識別及損害機理研究有很大幫助背散射儀應(yīng)用免去鍍膜對粘土形貌改變，更宜于試驗前后樣品觀察臨界點冷凍干燥法，能夠揭示粘土礦物在油氣層條件下真實形態(tài)掃描電鏡與圖象分析儀使用，研究粘土礦物微結(jié)構(gòu)并預(yù)測微結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性巖心分析技術(shù)第100頁6.5 非晶態(tài)礦物研究油氣層中非晶態(tài)礦物有蛋白石、水鋁英石、伊毛縞石、硅鐵石等，還有比粘土礦物微粒更小納米級礦物它們或單獨產(chǎn)出，或存在于粘土礦物晶體之間，起到連接微結(jié)構(gòu)作用，比表

27、面更大，性質(zhì)更活躍巖心分析技術(shù)第101頁分析方法及意義研究方法主要有化學分析、電子探針、原子力顯微鏡等吐哈盆地丘陵三間房組砂巖高嶺石進行電子探針分析，指出高嶺石化學組成極少符合理論組成，SiO2、Al2O3經(jīng)常過量，這種硅、鋁部分以非晶態(tài)存在，它們易于溶解并促使高嶺石微結(jié)構(gòu)失穩(wěn)巖心分析技術(shù)第102頁6.6 環(huán)境掃描電鏡技術(shù)環(huán)境掃描電鏡則能夠在氣體、液體介質(zhì)環(huán)境下分析樣品國外已開始利用此項技術(shù)研究膨脹性粘土礦物與工作液作用機理，分析粘土礦物間層比和遇水膨脹關(guān)系、水化膨脹和脫水過程差異等環(huán)境掃描電鏡是損害機理研究和工作液評價有力伎倆當前，我國已引進了這種儀器巖心分析技術(shù)第103頁關(guān)于巖心分析巖心分

28、析技術(shù)在認識油氣層特征、研究油氣層損害機理及保護油氣層工程設(shè)計中含有廣泛應(yīng)用每種技術(shù)都有其優(yōu)點及不足，實際工作中要詳細問題詳細分析，并制訂一套切實可行技術(shù)路線各項技術(shù)本身在石油工程中應(yīng)用還有較大潛力尚待開發(fā)，同時工程實踐中也不停提升許多新問題，需要創(chuàng)造性地應(yīng)用先進技術(shù)來處理巖心分析技術(shù)第104頁7 油氣層潛在損害原因分析 巖心分析直接應(yīng)用就是潛在損害原因研究。油氣層潛在損害與其儲滲空間特征、敏感性礦物，巖石表面性質(zhì)、地層流體性質(zhì)相關(guān)，同時還受外來流體和環(huán)境原因影響巖心分析技術(shù)第105頁研究內(nèi)容油氣層儲滲空間油氣層敏感性礦物油氣層巖石潤濕性油氣層流體性質(zhì)油氣藏環(huán)境巖心分析技術(shù)第106頁7.1 油

29、氣層儲滲空間碎屑巖油氣層儲集空間主要是孔隙，滲流通道主要是喉道。喉道是指兩個顆粒間連通狹窄部分，是易受損害敏感部位。孔隙和喉道幾何形態(tài)、大小、分布及其連通關(guān)系，稱為油氣層孔隙結(jié)構(gòu)對于裂縫性儲層，天然裂縫既是儲集空間又是滲流通道, 依據(jù)基塊孔隙和裂縫滲透率貢獻大小，能夠劃分出一些過渡儲層類型?？紫督Y(jié)構(gòu)是從微觀角度來描述油氣層儲滲特征，而孔隙度與滲透率則是從宏觀角度來描述油氣層儲滲特征巖心分析技術(shù)第107頁孔隙度和滲透率宏觀上表征油氣層特征兩個基本參數(shù)，其中與油氣層損害關(guān)系比較親密是滲透率，因為它是孔喉大小、均勻性和連通性三者共同表達對于一個滲透性很好油氣層來說，它孔喉較大并較均勻，連通性好，膠結(jié)

30、物含量低，這么它受固相侵入損害可能性也更大對于一個低滲透性油氣層來說，因為它孔喉小、連通性差、膠結(jié)物含量較高，就更輕易受到粘土礦物水化膨脹、分散運移、水鎖和賈敏損害巖心分析技術(shù)第108頁儲層孔隙結(jié)構(gòu)巖心分析技術(shù)第109頁孔隙結(jié)構(gòu)與油氣層損害關(guān)系在其它條件相同情況下，喉道越粗，不匹配固相顆粒侵入深度就越大，造成固相損害程度就越嚴重。但濾液侵入造成水鎖、賈敏等損害可能性較小孔喉彎曲程度越大，外來固相顆粒侵入越困難，侵入深度變??；而地層微粒易在喉道中阻卡，微粒分散/運移損害潛力增加孔隙和喉道尺寸越小且連通性越差，油氣層越易受到與流體、界面現(xiàn)象相關(guān)損害，如水鎖、賈敏、乳化堵塞、粘土礦物水化膨脹等巖心分

31、析技術(shù)第110頁巖心分析技術(shù)第111頁7.2 油氣層敏感性礦物定義易與工作液發(fā)生物理和化學作用，造成油氣層滲透性顯著降低礦物屬于敏感性礦物。它們特點是粒徑很?。?7m），比表面大，且多數(shù)位于孔喉處，它們優(yōu)先與外界流體接觸充分，作用速度快，易引發(fā)油氣層損害巖心分析技術(shù)第112頁與礦化度（或活度）不一樣于地層水水基流體作用產(chǎn)生水化膨脹、或分散/運移等，并引發(fā)儲層滲透率下降礦物。主要有蒙皂石、伊/蒙間層礦物和綠/蒙間層礦物（1）水敏和鹽敏礦物巖心分析技術(shù)第113頁（2）堿敏礦物與高pH值工作液作用產(chǎn)生分散/運移，或新硅酸鹽沉淀和硅凝膠體，并引發(fā)儲層滲透率下降礦物。主要有高嶺石等各類粘土礦物、長石和微

32、晶石英巖心分析技術(shù)第114頁（3）酸敏礦物與酸液作用產(chǎn)生化學沉淀或酸蝕后釋放出微粒，并引發(fā)儲層滲透率下降礦物酸敏礦物分為鹽酸敏感礦物和氫氟酸敏感礦物HF敏感礦物主要有方解石、白云石、長石、微晶石英、沸石、各類粘土礦物和云母HCl敏感礦物常見包含富鐵綠泥石、菱鐵礦、黃鐵礦、赤鐵礦、鐵方解石、鐵白云石、黑云母、磁鐵礦等巖心分析技術(shù)第115頁（4）速敏礦物在高速流體流動作用下發(fā)生脫落、分散/運移，并堵塞喉道微粒礦物。主要有粘土礦物及粒徑小于37m各種非粘土礦物，如微晶石英、菱鐵礦、微晶方解石等巖心分析技術(shù)第116頁碎屑粘土產(chǎn)狀巖心分析技術(shù)第117頁自生粘土礦物產(chǎn)狀1.櫛殼式蒙皂石、綠泥石為主 2.薄

33、膜式蒙皂石和伊利石為主 3.橋接式 4.分散質(zhì)點式高嶺石、綠泥石 5.帚狀撒開式黑云母、白云母水化膨脹、溶蝕、分散，在端部能夠形成高嶺石、綠泥石、伊利石、伊/蒙間層礦物、蛭石 6.顆粒交代式 7.裂縫充填式巖心分析技術(shù)第118頁7.3 油氣層巖石潤濕性巖石表面被液體潤濕（鋪展）情況稱為巖石潤濕性巖石潤濕性普通可分為親水性、親油性和兩性潤濕三大類油氣層巖石潤濕性取決于礦物晶體結(jié)構(gòu)、地層流體活性組分性質(zhì)，工作液侵入也能夠改變巖石潤濕性巖心分析技術(shù)第119頁潤濕性作用1）控制孔隙中油氣水分布。對于親水性巖石，水通常吸附于顆粒表面或占據(jù)小孔隙角隅，油氣則占孔隙中間部位；對于親油性巖石，剛好出現(xiàn)相反現(xiàn)象2）決定巖石孔道中毛管壓力大小和方向。毛管壓力方向總是指向非潤濕相一方。當巖石表面親水時，毛管壓力是水驅(qū)油動力；當